【志鸿优化设计】2014届高考化学一轮复习 第一单元化学计量在实验中的应用第1节物质的量　气体摩尔体积教学案 新人教版

必考部分第一单元化学计量在实验中的应用第1节物质的量气体摩尔体积考纲点击1．了解物质的量的单位——摩尔（mol）、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积的含义。2．根据物质的量与粒子（原子、分子、离子等）数目、物质质量、气体体积（标准状况下）之间的相互关系进行有关的计算。一、物质的量1．物质的量（1）物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一。（2）符号：________。（3）单位：__________，简称摩，符号为__________。（4）物质的量（n）、阿伏加德罗常数（NA）与粒子数（N）三者间的关系为______________。2．阿伏加德罗常数（1）定义：把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，通常用_________表示。（2）符号：__________。（3）单位：____________。即时训练1（1）1.204×1024个氯化氢分子的物质的量为__________；（2）0.3molNH3分子中所含分子数为______________、质子数为______________，与________________个H2O分子中所含质子数相等；（3）含0.4molAl3＋的Al2（SO4）3的物质的量是_____________，所含的SOeq\o\al(2－,4)的物质的量是______________。特别提示：（1）使用方法：mol后应注明微粒符号，例如2molH2O、3molNaCl、1.5molH＋、8molC—H键等，不能用1mol氢等表示。（2）阿伏加德罗常数是一个非常精确的数，而6.02×1023mol－1只是阿伏加德罗常数的一个近似值，在关于概念描述时要求一定准确，要使用阿伏加德罗常数，而在涉及简单计算时，则要用6.02×1023mol－1。二、摩尔质量1．概念：单位物质的量的物质所具有的质量。2．符号：____________。3．单位：________________或________________。4．摩尔质量与相对原子（分子）质量的关系：当摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上与物质的____________________________相等。5．物质的量、物质的质量与摩尔质量的关系为____________________________。即时训练2（1）6gH2的物质的量为__________；（2）0.3molNH3的质量为____________；（3）4℃下的27mL水的物质的量为____________；（4）1.204×1024个M分子质量为88g，则M的摩尔质量为______________；（5）已知16gA和20gB恰好完全反应生成0.04molC和31.76gD，则C的摩尔质量为____________。特别提示：在做有关摩尔质量的填空题时，一定要注意单位：摩尔质量不要忘记带单位（g·mol－l）、相对原子（分子）质量一定不要带单位。三、气体摩尔体积1．定义：单位物质的量的气体所占的体积。2．符号：____________。3．单位：______________或______________。4．数值：标准状况下（0℃、101kPa）约为______________________。5．气体的物质的量、气体体积和气体摩尔体积的关系为____________________。即时训练3（1）在标准状况下，6gH2的体积是____________；（2）在标准状况下，11.2LNH3的物质的量为________________；（3）在标准状况下，44.8L气体M的质量为88g，则M的摩尔质量为____________。特别提示：（1）使用Vm＝22.4L·mol－1时，一定注意以下几个方面：①一个条件：标准状况下。②一个对象：只限于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。③两个数据：“1mol”、约“22.4L”。（2）当1mol气体的体积是22.4L时，不一定是标准状况下；非标准状况下，1mol气体的体积也可能是22.4L。（3）在做有关气体摩尔体积的题时，一定要注意单位：摩尔体积的单位为L·mol－1，不要写成L；气体体积的单位为L，不要写成L·mol－1。一、考查阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数涉及的知识面广，灵活性强，是高考的热点之一，高考中常用阿伏加德罗常数（NA）为载体以选择题的形式考查物质的结构和性质，常见的考查角度有：1．考查物质的结构第1节物质的量气体摩尔体积第一单元化学计量在实验中的应用一定质量或物质的量的物质中所含分子数、原子数、离子数、电子数、质子数、化学键数等。注意一些特殊的物质，如D2O（注意中子数、质量数）、He（注意单原子分子）、Na2O2（注意阴离子个数）等。2．考查氧化还原反应一定量的物质在化学反应中得失电子数，如Na与H2O、Cl2与NaOH溶液反应等。注意反应物量的关系，如1molFe2＋与足量的H2O2溶液反应，只能转移NA个电子。3．考查电离、水解考查电解质溶液中粒子数目或浓度时常设计弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。4．考查气体摩尔体积考查气体摩尔体积时，常给出：（1）标准状况下非气态的物质，如H2O、CCl4、乙醇等；（2）非标准状况，如常温常压下等。5．考查化学反应方程式的计算常结合过量问题、化学平衡、原子守恒等进行考查，如1molN2与3molH2，不能生成2NA个NH3。【例1－1】（改编组合）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是________。①16gCH4中含有4NA个C—H键②在18g18O2中含有NA个氧原子③1mol羟基中电子数为10NA④常温下，1L0.1mol·L－1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA⑤1mol苯分子中含有碳碳双键数约为3NA⑥58.5g的氯化钠固体中含有NA个氯化钠分子⑦室温下，21.0g乙烯和丁烯（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA⑧1molCl2参加反应转移电子数一定为2NA⑨在反应KIO3＋6HI=KI＋3I2＋3H2O中，每生成3molI2转移的电子数为6NA⑩1molCu与足量稀硝酸反应产生NA个NO分子4.6gNa在空气中完全反应生成Na2O、Na2O2，转移0.2NA个电子1molCl2与足量Fe反应，转移电子数为3NA1mol·L－1NaCl溶液含有NA个Na＋1L0.1mol·L－1乙酸溶液中H＋数为0.1NA25℃时，pH＝13的1.0LBa（OH）2溶液中含有的OH－数目为0.2NA在1L0.1mol·L－1碳酸钠溶液中，阴离子总数大于0.1NA将0.1mol氯化铁溶于1L水中，所得溶液含有0.1NA个Fe3＋常温常压下，22.4L乙烯中C—H键数为4NA标准状况下，22.4L空气含有NA个单质分子常温常压下，22.4LCO2中含有NA个CO2分子标准状况下，22.4L乙醇的分子数为NA在标准状况下，5.6LNO和5.6LO2混合后的分子总数为0.5NA在标准状况下，5.6LNO和5.6LO2组成的混合气体中含有的原子总数为0.5NA2molSO2和1molO2混合，在V2O5存在的条件下于密闭容器中加热反应后，容器内物质分子数大于2NA方法归纳（1）此类题分析的基本方法思路为：明确条件→确定状态→分析物质的量、物质的组成、反应原理及要求→确定答案。（2）注意题设“陷阱”：物质的量、质量不受任何条件的影响，如2gH2、1molH2所含分子数在任何条件下均为NA。【例1－2】（改编组合）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是（）。A．常温下，18.0g重水（D2O）所含的电子数为10NAB．（2012海南化学）在密闭容器中加入1.5molH2和0.5molN2，充分反应后可得到NH3分子数为NAC．48gO2和48gO3含有的原子数分别为2NA和3NAD．7.8gNa2O2晶体中含有0.1NA个阴离子二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律1．阿伏加德罗定律在同温同压下，同体积的任何气体含有相同的分子个数。即：T1＝T2，p1＝p2，V1＝V2→N1＝N2。2．阿伏加德罗定律的推论相同条件结论公式语言叙述T、p相同eq\f(n1,n2)＝eq\f(V1,V2)＝eq\f(N1,N2)同温同压下，气体的物质的量之比等于气体的体积之比，也等于其分子数之比T、p相同eq\f(ρ1,ρ2)＝eq\f(M1,M2)同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比T、V相同eq\f(p1,p2)＝eq\f(n1,n2)同温同容下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比【例2－1】（改编组合）下列说法中正确的是（）。A．22.4L二氧化碳的质量一定大于22.4L一氧化碳的质量B．同温、同压、同体积的一氧化碳和乙烯含有的质子数相同C．等体积、等密度的CO和C2H4所含原子数相等D．等质量的①CH4、②H2、③HCl、④SO2，在标准状况下所占体积由大到小的排列顺序是②＞①＞③＞④方法归纳（1）“三同定一同”，只要温度、压强、气体体积、分子数四项中有三项相同，则第四项相同。（2）要注意几种常考的物质在标准状况下的状态：水为液态，SO3为固态，分子中碳原子数大于4的烃为液态。（3）计算稀有气体的粒子数目时，须注意它们是单原子分子，而不是双原子分子。【例2－2】下列条件中，两种气体所含原子数一定相等的是（）。A．同质量、不同密度的N2和COB．同温度、同体积的N2和H2C．同体积、同密度的C2H6和NOD．同压强、同体积的N2O和CO2气体摩尔体积的测定气体摩尔体积的测定要从以下两个方面考虑。1．物质的量根据实验要求及题设条件，求出气体的物质的量，或设计实验测出气体的物质的量。一般利用化学反应中的质量关系求算气体的质量，进而换算成气体的物质的量。2．气体的体积根据实验要求把气体体积转换为液体体积，从而测出气体体积，最后计算，得出物质的量与气体摩尔体积的关系。【实验典例】在常温常压下，可利用下列装置来测定气体体积，抽气装置E用以调节装置中的气压差，减小实验误差。（1）写出装置的作用：B：__________________，C：______________________。（2）若称取0.113g镁带与10.00mL稀硫酸（足量）完全反应制取氢气，并测定1molH2的体积（在常温常压下测定）。反应结束时C中的液面刻度为128.00mL，则得此条件下1molH2的体积为________L（精确到0.001）。（3）上述测出1molH2的体积比该温度和压强下的理论值偏高的原因是（假设操作和装置都无问题）________（选填编号，下同）。A．未冷却到室温 B．反应太快C．装置气密性不好 D．B装置漏气1．（高考集萃）用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中不正确的是______________。A．（2012课标全国理综）分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NAB．（2012课标全国理综）28g乙烯和环丁烷（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数为2NAC．（2012课标全国理综）常温常压下，92g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NAD．（2012课标全国理综）常温常压下，22.4L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NAE．（2012广东理综）1molFe与过量的稀HNO3反应，转移2NA个电子F．（2012广东理综）1L0.1mol·L－1NaHCO3溶液中含有0.1NA个HCOeq\o\al(－,3)G．（2012海南化学）标准状况下，22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NAH．（2012江苏化学）标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NAI．（2012四川理综）50mL18.4mol·L－1浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO2分子的数目为0.46NA2．下列选项中所涉及的两个量一定相等的是（）。A．11.2LCl2与4.25gNH3所含有的原子数B．18.0g重水（D2O）与20gNe所含有的电子数C．等物质的量的Al分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应转移的电子数D．100mL2.0mol·L－1盐酸与100mL2.0mol·L－1醋酸溶液中所含有的H＋数3．（2012湖南四市联考）以NA代表阿伏加德罗常数，有关反应C2H2（g）＋eq\f(5,2)O2（g）=2CO2（g）＋H2O（l）ΔH＝－1300kJ·mol－1下列关于该热化学方程式的说法中正确的是（）。A．有10NA个电子转移时，该反应放出2600kJ的能量B．有NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量C．有4NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量D．有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量4．（2012河北衡水中学调研）标准状况下，m1g气体A与m2A．1个A分子的质量是1个B分子的质量的eq\f(m1,m2)倍B．同温同体积的A与B的质量比为eq\f(m1,m2)C．同温同质量的A与B的分子数比为eq\f(m1,m2)D．同温同压下A与B的密度比为eq\f(m2,m1)5．（1）在标准状况下，测得1.92g某气体的体积为672mL，此气体的相对分子质量为________；（2）如果ag某气体中含有的分子数为b，则cg该气体在标准状况下的体积是________L（设NA为阿伏加德罗常数）。6．生态农业涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016L（标准状况）该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH4＋4CuOeq\o(=,\s\up7(△))CO2＋2H2O＋4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8g。将反应后产生的气体通入过量的澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀8.5g。（1）原混合气体中甲烷的物质的量是________。（2）原混合气体中氮气的体积分数为________。

参考答案基础梳理整合一、1.(2)n(3)摩尔mol(4)n＝eq\f(N,NA)2．(1)6.02×1023mol－1(2)NA(3)mol－1即时训练1(1)2mol(2)1.806×10231.806×10241.806×1023(3)0.2mol0.6mol二、2.M3．g·mol－1kg·mol4．相对原子(分子)质量5．n＝eq\f(m,M)即时训练2(1)3mol(2)5.1g(3)1.5mol(4)44g·mol－1(5)106g·mol－1三、2.Vm3．L·mol－1m3·mol4．22.4L·mol－15．n＝eq\f(V,Vm)即时训练3(1)67.2L(2)0.5mol(3)44g·mol－1核心归纳突破【例1－1】答案：①②④⑦解析：①16gCH4为1mol，根据甲烷的结构式可知含有4NA个C—H键，正确；②18g18O2的物质的量为eq\f(18g,36g·mol－1)＝0.5mol，正确；③1mol—OH中含有9mole－，错误；④根据氮原子守恒，正确；⑤苯分子中的碳碳键是一种介于双键和单键之间的特殊键，所以错误；⑥氯化钠为离子晶体，不存在分子，错误；⑦乙烯和丁烯的最简式都是CH2，则n(CH2)＝eq\f(21.0g,14g·mol－1)＝1.5mol，所以正确；⑧1molCl2与水、碱反应均转移1mole－，错误；⑨生成3molI2，反应转移的电子为5mol，错误；⑩根据电子守恒可知产生eq\f(2,3)NA个NO分子，错误；⑪Na在空气中完全反应生成Na2O、Na2O2，Na在上述两个反应过程中化合价均是eq\o(Na,\s\up6(0))→eq\o(Na,\s\up6(＋1))，所以4.6gNa转移0.2mole－，正确；⑫Cl2与Fe反应生成FeCl3，Cl2少量，完全反应，1molCl2转移2NA个电子，错误；⑬体积未知，错误；⑭乙酸为弱电解质，部分电离，故H＋数小于0.1NA，错；⑮pH＝13，c(H＋)＝1×10－13mol·L－1，则c(OH－)＝1×10－1mol·L－1，所以n(OH－)＝c(OH－)×1L＝0.1mol，错误；⑯COeq\o\al(2－,3)水解，故阴离子总数变大，正确；⑰要考虑Fe3＋的水解，错；⑲空气中还含有二氧化碳、水蒸气等化合物，单质分子不足NA个；⑳条件应该为标准状况；eq\o(○,\s\up1(21))乙醇在标准状况下不是气体，错误；eq\o(○,\s\up1(22))NO与O2混合后会发生反应，分子数将减少，错；eq\o(○,\s\up1(23))由于NO和O2都是双原子分子且生成的NO2也是气体，由原子个数守恒可知，标准状况下的5.6LNO和5.6LO2组成的混合气体中含有的原子总数为NA，错误；eq\o(○,\s\up1(24))2SO2＋O22SO3为可逆反应，所以2molSO2和1molO2不能完全转变为2molSO3，正确。【例1－2】D解析：18.0g重水的物质的量小于1mol，所以所含电子数小于10NA，A选项错误；B选项，此反应是可逆反应，错误；C选项，O2和O3均只含氧元素，氧原子的个数相同，错误。【例2－1】D解析：A选项没有标明温度、压强，所以二氧化碳的质量可能比一氧化碳的小，错误；B选项，1molCO含有14mol质子，1molC2H4含有16mol质子，错误；C选项，CO和C2H4质量相等，物质的量相等，C2H4所含原子数多，错误；D选项，假设四种气体的质量均为1g，所以n(H2)＝eq\f(1g,2g·mol－1)、n(CH4)＝eq\f(1g,16g·mol－1)、n(HCl)＝eq\f(1g,36.5g·mol－1)、n(SO2)＝eq\f(1g,64g·mol－1)，正确。【例2－2】A解析：A选项N2和CO摩尔质量均为28g·mol－1，同质量的N2和CO物质的量相同，一个分子均含有2个原子，正确；B选项没有注明压强、D没有注明温度，均不符合；C选项C2H6和NO质量相同，物质的量相同，所以原子个数C2H6是NO的4倍，不符合。实验探究拓展实验典例答案：(1)把气体体积转换为液体体积精确量取液体体积(2)25.062(3)A、B解析：(2)n(H2)＝n(Mg)＝eq\f(0.113g,24g·mol－1)，V(H2)＝128.00mL－10.00mL，所以1molH2的体积为eq\f(0.118×24,0.113)L；(3)此反应是放热反应，如果反应过快，会使生成的气体温度高，水蒸气含量高，测出气体体积偏大。演练巩固提升1．答案：DEFGHI解析：1mol的NO2和CO2中均含2mol氧原子，A正确；乙烯与环丁烷的最简式均为CH2，含有n(CH2)＝eq\f(28g,14g·mol－1)＝2mol，B正确；与B选项类似，C选项中n(NO2)＝eq\f(92g,46g·mol－1)＝2mol，正确；D选项不是标准状况下，错误；E选项，稀硝酸过量应该生成Fe3＋，转移3mol电子，错误；F选项，HCOeq\o\al(－,3)既水解也电离，所以溶液中的HCOeq\o\al(－,3)的物质的量小于0.1mol，错误；G选项，标准状况下CCl4为液体，错误；H选项，0.1molCl2溶于水，只有少部分与水反应，且Cl2与水反应是可逆反应，错误；I选项，随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，所以参加反应的硫酸的物质的量小于0.92mol，故生成的SO2分子数目小于0.46NA，错误。2．C解析：A选项，不一定在标准状况下，错误；B选项，18.0g重水(D